[发明专利]一种宽带低相噪细步进频率合成器及频率合成方法

权利要求书

1.一种宽带低相噪细步进频率合成器，其特征在于：包括控制器、模数转换器、集成鉴相器、模拟开关、宽带VCO、耦合器、宽带放大器、混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、射频放大器、梳谱发生器和晶振；

所述数模转换器的预置电压输出端与所述模拟开关的输入端电连接，所述模拟开关的输出端与所述宽带VCO的输入端电连接，所述宽带VCO的输出端经所述耦合器耦合后为所述合成器的输出端；

所述耦合器的耦合端经所述宽带放大器放大后与所述混频器的本振信号输入端电连接，所述混频器的中频信号输出端通过所述第二低通滤波器和所述射频放大器与所述集成鉴相器的参考输入端电连接；

所述晶振的输出端分别与所述集成鉴相器的VCO反馈端和所述梳谱发生器的输入端电连接，所述梳谱发生器的输出端与所述混频器的参考信号端电连接；

所述集成鉴相器的电压输出端通过所述第一低通滤波器与所述模拟开关的输入端电连接；

所述控制器分别与所述数模转换器、所述模拟开关、所述晶振、所述集成鉴相器和所述梳谱发生器的控制端电连接。

2.一种基于上述频率合成器的频率合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、控制器根据指令要求输出的频率，计算数模转换器输出的预置电压；

S2、控制器控制模拟开关选择数模转换器输出的电压作为宽带VCO的初始电压，宽带VCO输出初始振荡频率F_out0；

S3、宽带VCO输出的初始振荡频率经耦合器耦合后作为输出信号F_out，耦合器的耦合端经宽带放大器输出本振信号；

S4、晶振输出参考频率F₀，梳谱发生器在晶振激励下输出信号nF₀，并与本振信号经过混频器变频后输出中频信号F_IF＝F_out-nF₀；

S5、中频信号经第二低通滤波器和射频放大器滤波放大后，输入至集成鉴相器的参考输入端，晶振输出参考频率F₀至集成鉴相器的VCO反馈端，集成鉴相器对两路信号进行鉴相，输出直流电压，并通过第一低通滤波器滤除高频部分输出鉴相电压；

S6、控制器控制模拟开关选择鉴相电压作为宽带VCO的调谐电压，并关闭模数转换器的输出；

S7、锁定系统，宽带VCO输出的振荡频率为N为集成鉴相器的分频值，n为自然数。

3.根据权利要求2所述的一种基于上述频率合成器的频率合成方法，其特征在于：当需要更新输出振荡频率F_new时：

若F_new-F_out＜F₀，控制器更新集成鉴相器的分频值N的配置；

若F_new-F_out＞nF₀，控制器重新计算数模转换器的输出，并重复步骤S1-S7。